Jul
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Agujeros Negros Gigantes
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~ Comments (6)
La idea de que Agujeros negros gigantes podían activar los cuásares y las radiogalaxias fue concebida por Edwin Salpeter y Yakov Borisovich Zel’dovich en 1964. Esta idea era una aplicación obvia del descubrimiento de dichos personajes de que las corrientes de gas, cayendo hacia un agujero negro, colisionarían y radiarían.
Una descripción más completa y realista de la caída de corriente de gas hacia un agujero negro fue imaginada en 1969 por Donald Lynden-Bell, un astrofísico británico en Cambridge. Él argumentó convincentemente, que tras la colisión de las corrientes de gas, estas se fundirían, y entonces las fuerzas centrífugas las harían moverse en espiral dando muchas vueltas en torno al agujero antes de caer dentro; y a medida que se movieran en espiral, formarían un objeto en forma de disco, muy parecidos a los anillos que rodean el planeta Saturno: Un disco de Acreción lo llamó Lynden-Bell puesto que el agujero está acreciendo (todos hemos visto la recreación de figuras de agujeros negros con su disco de acreción).
En Cygnus X-1, en el centro galáctico, tenemos un Agujero Negro modesto que, sin embargo, nos envía sus ondas electromagnéticas de rayos X. En el disco de acreción, las corrientes de gas adyacentes rozarán entre sí, y la intensa fricción de dicho roce calentará el disco a altas temperaturas.
En los años ochenta, los astrofísicos advirtieron que el objeto emisor de luz brillante en el centro de 3C273, el objeto de un tamaño de 1 mes-luz o menor, era probablemente el disco de acreción calentado por la fricción de Lynden-Bell.
Normalmente pensamos que la fricción es una pobre fuente de calor. Sin embargo, puesto que la energía gravitatoria es enorme, mucho mayor que la energía nuclear, la fricción puede realizar fácilmente la tarea de calentar el disco y hacer que brille con un brillo 100 veces mayor que la galaxia más luminosa.
Jul
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Sobre la antimateria
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física ~ Comments (0)
Hasta 1928, en la física ni siquiera como concepto se había desarrollado la idea de antimateria y, mucho menos, la capacidad de producirla. Pero el estadio cambió cuando se empezaron a conocer los estudios del físico británico Paul Dirac.
En la práctica, todo comienza con los trabajos de Dirac que publicó en el año 1929, en una época que coincide con los tiempos que se descubrían los primeros secretos de la materia, se teorizaba sobre el comportamiento de las partículas que comportan la fuerza débil, y se profundizaban los estudios de los componentes de los átomos, especialmente en la teorización de lo que se llama fuerza fuerte. Fueron tiempo en que la audacia tuvo una preeminencia como rol intelectual dentro del mundo de la física, en el cual se plantearon conceptos como el de la mecánica ondulatoria, el principio de incertidumbre o, también, el descubrimiento del espín en los electrones. Se dice que fue una de las épocas más exotérica* de la física, en la cual hubo ejercitantes que concurrieron a simpáticas metáforas para hacer más accesibles sus teorías, como fue el caso del físico austríaco Erwin Schrödinger cuando apeló a la historia de los gatitos para exponer su principio de indeterminación, con el cual describía en síntesis que las partículas más pequeñas tienen un comportamiento que, dentro del razonamiento común, no es el mayormente aceptado por las personas.
La descripción anterior, implica ubicar el escenario en el cual Paul Dirac estaba inserto cuando planteó que donde había materia, también podía haber antimateria. Concretamente señaló, que si el átomo tenía partículas de carga negativas llamadas electrones, debía haber partículas que fueran «electrones antimateria», a los que se les llamó positrones y que debían tener la misma masa del electrón, pero de carga opuesta y que se aniquilarían al entrar en contacto, liberando energía. Este descubrimiento de Dirac fue tan revolucionario que lo hizo merecedor del premio Nobel en el año 1933.
Jul
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Nuevos avance en el saber humano
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (0)
Observación directa del efecto de cono muerto en cromodinámica cuántica
Naturaleza volumen 605 , paginas440–446 ( 2022 ) Citar este artículo
Resumen
En los experimentos con colisionadores de partículas, las interacciones de las partículas elementales con una gran transferencia de cantidad de movimiento producen quarks y gluones (conocidos como partones) cuya evolución se rige por la fuerza fuerte, tal como lo describe la teoría de la cromodinámica cuántica (QCD) 1 . Estos partones posteriormente emiten más partones en un proceso que puede describirse como una lluvia de partones 2 , que culmina en la formación de hadrones detectables.
El estudio del patrón de la lluvia de partos es una de las herramientas experimentales clave para probar QCD. Se espera que este patrón dependa de la masa del partón iniciador, a través de un fenómeno conocido como efecto de cono muerto, que predice una supresión del espectro de gluones emitido por un quark pesado de masa m Q y energía E, dentro de un cono de tamaño angular m Q/E alrededor del emisor 3 . Anteriormente, no había sido posible una observación directa del efecto de cono muerto en QCD, debido al desafío de reconstruir los quarks y gluones en cascada a partir de los hadrones accesibles experimentalmente. Presentamos la observación directa del cono muerto QCD mediante el uso de nuevas técnicas iterativas de desagrupamiento 4 , 5 para reconstruir la lluvia de partones de quarks charm. Este resultado confirma una característica fundamental de QCD. Además, la medición de un ángulo de cono muerto constituye una observación experimental directa de la masa distinta de cero del quark charm, que es una constante fundamental en el modelo estándar de la física de partículas.
En los colisionadores de partículas, los quarks y gluones se producen en interacciones de alta energía a través de procesos con gran transferencia de cantidad de movimiento, que son calculables y bien descritos por la cromodinámica cuántica (QCD). Estos partones se someten a emisiones posteriores, lo que da como resultado la producción de más quarks y gluones. Esta evolución se puede describir en el límite colineal mediante un proceso en cascada conocido como lluvia de partones, que transfiere la energía original de los partones a múltiples partículas de menor energía. Esta lluvia luego evoluciona hacia un estado final de múltiples partículas, con los partones combinándose en un rocío de hadrones detectables experimentalmente conocido como jet 6. Se espera que el patrón de la lluvia de partones dependa de la masa del partón emisor, a través de un fenómeno conocido como efecto de cono muerto, por el cual la radiación de un emisor de masa m y energía E se suprime en escalas angulares menores que m / E , relativo a la dirección del emisor. El efecto de cono muerto es una característica fundamental de todas las teorías de campo de calibre (ver ref. 3 para la derivación del cono muerto en QCD).
Se espera que el efecto de cono muerto tenga implicaciones considerables para los quarks encanto y belleza, que tienen masas de 1,28 ± 0,02 GeV/ c 2 y GeV/ c 2 (ref. 1 ) en el esquema de sustracción mínima, respectivamente, a energías en la escala GeV. La probabilidad de emisión en la región colineal, que es el límite divergente de QCD en el que la radiación es más intensa, se suprime al aumentar la masa del quark. Esto conduce a una disminución en el número medio de partículas producidas en la lluvia de partones. La colaboración DELPHI en la LEP e + e −4.18−0.02+0.03″ role=”presentation” style=”box-sizing: inherit; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; overflow-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; padding: 0px; margin: 0px; position: relative;”>4.18+ 0.03− 0,024.18−0.02+0.03colisionador midió la diferencia de multiplicidad entre los eventos que contienen jets iniciados por quarks de belleza pesados y los que contienen quarks ligeros (arriba, abajo o extraño). Descubrieron que las diferencias dependen solo de la masa del quark 7 , que se atribuyó a la supresión de la radiación de gluones colineales del quark pesado debido al efecto de cono muerto.
La colaboración ATLAS en el CERN 8 también realizó una medición de la densidad de impulso de los componentes del chorro en función de la distancia desde el eje del chorro , que señaló un agotamiento del impulso cerca del eje del chorro que se atribuyó como consecuencia de la muerte. -efecto cono. La masa del quark belleza también se estimó mediante un ajuste fenomenológico a los datos medidos 9. Dado que las emisiones duras (gran momento transversal) se emiten preferentemente en ángulos pequeños y, por lo tanto, se suprimen para los emisores masivos, los quarks pesados también retienen una fracción mayor de su momento original en comparación con los quarks más ligeros, lo que lleva a un fenómeno conocido como el efecto de partículas principales. . Esto ha sido bien establecido experimentalmente, con la fracción del momento del chorro transportado por el hadrón principal (momento transversal más alto) que contiene un quark encanto o belleza (hadrón de sabor pesado) en los chorros, alcanzando un máximo de 0,6 a 0,7 y 0,8 a 0,9, respectivamente. , mientras que la fracción correspondiente transportada por el hadrón principal en chorros iniciados por quarks ligeros alcanza su punto máximo en valores más pequeños 10 , 11 , 12 , 13 , 14 .
Hasta ahora, una medición experimental directa del efecto de cono muerto ha estado sujeta a dos desafíos principales. Primero, la región angular del cono muerto puede recibir contribuciones de efectos de hadronización o partículas que no se originan de la radiación de gluones del quark de sabor pesado, como los productos de descomposición de los hadrones de sabor pesado. La segunda dificultad radica en la determinación precisa de la dirección de evolución dinámica del quark de sabor pesado, en relación con la cual se suprime la radiación, a lo largo del proceso de lluvia. El desarrollo de nuevas técnicas experimentales de desagrupamiento 4permite superar estas dificultades mencionadas reconstruyendo la evolución de la lluvia de chorro, dando acceso a las propiedades cinemáticas de cada emisión individual.
Estas técnicas reorganizan los constituyentes de partículas de un chorro reconstruido experimentalmente, para acceder a los componentes básicos de la ducha y rastrear el proceso de cascada. Los elementos aislados de la lluvia de partones reconstruidos que probablemente no hayan sido modificados por los procesos de hadronización proporcionan un buen indicador de las emisiones reales de quarks y gluones (desdoblamientos). Estas técnicas de reagrupación se han demostrado en chorros inclusivos (sin marcar el sabor del partón iniciador) para reconstruir con éxito las divisiones que están conectadas o que preservan la memoria de las ramificaciones del partón. Esto se demuestra mediante mediciones tales como el balance de momento preparado15 , 16 , 17 , 18 , que prueba la función de división de Dokshitzer-Gribov-Lipatov-Altarelli-Parisi 19 , y el plano de Lund 20 , que expone el funcionamiento del acoplamiento fuerte con la escala de las divisiones. En la ref. 21 .
Las técnicas de reagrupamiento se extienden en este trabajo a jets que contienen un quark charm basado en la prescripción dada en la ref. 22 . Estos chorros están marcados por la presencia de un mesón D 0 reconstruido entre sus constituyentes, que tiene una masa de 1,86 GeV/ c 2 (ref. 1 ) y está compuesto por un quark pesado charm y un quark ligero anti-up. La medición se realiza en colisiones protón-protón con una energía de centro de masa des=13″ role=”presentation” style=”box-sizing: inherit; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; overflow-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; padding: 0px; margin: 0px; position: relative;”>s√= 13s=13 TeV en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), usando el detector ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Se pueden encontrar más detalles del aparato detector y los datos medidos en los Métodos. Como el sabor del quark charm se conserva a través del proceso de ducha, esto brinda la oportunidad de aislar y rastrear la historia de emisión del quark charm. De esta forma, al comparar los patrones de emisión de los quarks charm con los de los quarks light y los gluones, se puede revelar directamente el cono muerto QCD.
El artículo sigue y es bastante valioso del objetivo conseguido que había sido perseguido desde hace bastante tiempo. Esperemos que no sea el último y que pronto localicen el Gravitón.
Tenéis todos los resultados en Nature. Todos los resultados en www.rsef.es
Boletín de Noticias de la Real Sociedad Española de Física
Jul
6
Dejando volar el pensamiento
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (0)
Me maravilla la riqueza que atesoramos y la experiencia que la Humanidad ha podido tener a lo largo y a lo ancho de sus milenarias vivencias sobre este planeta, y, sobre todo, siempre me asombró ese don especial que poseemos y al que hemos denominado “imaginación”, el poder crear escenas y mundos en nuestra mente que nos transporta a universos nuevos, desconocidos y maravillosos.
Mi debilidad está en leer y enterarme de las cosas, sin límite de cuestiones a tratar, aunque sí con preferencias. Lo he tocado todo de manera más o menos profunda, y una vez pude leer (no recuerdo ahora dónde) que la mitología y los escritos antiguos nos hacen saber que el último día de la Atlántida se vio marcado por una inmensa catástrofe. Olas tan altas como montañas, huracanes, explosiones volcánicas… sacudieron el planeta entero. La civilización sufrió un retroceso y la Humanidad superviviente quedó reducida a un estado de barbarie.
Las tablas sumerias de Gilgamés hablan de Utnapichtiun, primer antepasado de la Humanidad actual, que fue, con su familia, el único superviviente de un inmenso diluvio. Encontró refugio en un arca para sus parientes, para animales y pájaros. El relato bíblico del Arca de Noé parece ser una versión tardía de esa misma historia.
El Zend-Avesta iranio nos proporciona otro relato de la misma leyenda del diluvio. El dios Ahuramazda ordenó a Yima, patriarca persa, que se preparara para el diluvio. Yima abrió una cueva, donde durante la inundación, fueron encerrados los animales y las plantas necesarias para los hombres. Así fue como pudo renacer la civilización después de las destrucciones ocasionadas por el diluvio.
Jul
6
Pensando con el bolígrafo en la mano
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (0)
Alguien que escribió un libro, plasmó esta frase:
“El pasado y el futuro son visiones del espíritu.“
Bonita frase, pero poco real.
Está en nuestras Mentes para poderlo recordar, es el Tiempo que no volverá
El pasado es una visión del recuerdo, mientras que el futuro es una visión de nuestra propia imaginación. Claro que el libro contiene muchos y buenos pasajes sobre muy diversas cuestiones, sólo que el autor adopta un plano de superioridad en la forma de contarlo que, al menos a mí, me choca.
Como todo me hace pensar, cuando termino este comentario caigo en la cuenta de que no todos los buenos científicos están siempre en lo cierto al exponer sus teorías.
En el comentario anterior hemos nombrado el pasado y el futuro, y ambos términos de lo que pasó y de lo que pasará, siempre llamaron mi atención y he procurado información diversa sobre el tema.
En escritos míos anteriores, me he referido a la teoría expuesta de manera magistral por el reconocido físico teórico Kip S. Thorne. Él cree firmemente que en el futuro será posible viajar al pasado a través de un agujero de gusano.
Nunca he dudado de tal maravilla. Algún día muy lejos en el futuro, puede ser realidad. Sin embargo, hay que puntualizar algunas cosas.
- Todos hemos oído contar, hemos leído o hemos visionado alguna película en la que el personaje principal viaja al pasado, se encuentra con su abuelo, se pelea con él y lo mata, y así, ni su padre ni él mismo pudieron nacer.
- También se podría viajar al pasado, matar a Hitler y evitar aquel episodio funesto.
- O impedir la crucifixión de Cristo.
- O…
¡Pues va a ser que no! Los mecanismos del universo no permitirían tal barbaridad. Debe existir una especie de censura cósmica que lo prohíba, Lo que pasó allí debe quedar y no tratar de cambiarlo.
Si Thorne tiene razón y alguna vez vamos al pasado, a un mundo que fue y que no es el nuestro, creo que las leyes de la física impedirán que nuestra presencia fuese material y que nuestras acciones pudieran incidir en los hechos para cambiar su curso; eso es imposible. Algunos hablan de que iríamos a un mundo paralelo al nuestro para no atentar contra la cláusula cronológica de la Historia (S.Hawking)
Nuestra presencia allí sólo sería incorpórea; podríamos ver, observar, mirar con fascinación de manera directa lo que allí pasó, ser testigos de hechos históricos (seguramente sería una forma de turismo del futuro), pero no nos estaría permitido intervenir.
Lo que ya pasó es irreversible. No podemos físicamente retrotraer el tiempo para borrar lo que pasó.
Cuando un astrofísico mira una galaxia que está a 1.000 millones de años-luz de nosotros, está mirando el pasado. La galaxia que ve es la galaxia que fue hace 1.000 millones de años, que es el tiempo que ha tardado su imagen en llegar a nosotros viajando a la velocidad de la luz. No estamos capacitados de ninguna manera para poder observar esa galaxia tal y como es ahora; la distancia que la separa de nosotros tiene que ser recorrida, y el viaje duró mil millones de años, así que cuando lleguemos allí, la galaxia habrá evolucionado y será muy diferente a como era cuando iniciamos el viaje.
Lo que traspasa el Horizonte de sucesos no vuelve
El rayo de luz que es atraído por un agujero negro y desaparece en la singularidad, no puede volver para que lo podamos ver de nuevo.
La entropía del universo es irreversible; el deterioro de los sistemas cerrados es imparable. Todo se transforma para convertir las cosas en otras diferentes. Son las leyes del universo, y a nosotros, simples mortales, sólo nos queda tratar de comprenderlas para obtener de ellas “tal como son” el mayor beneficio posible. Cuando la ambición o la inconsciencia nos lleva a querer cambiar las leyes del universo y de su naturaleza, el resultado no puede ser bueno.
Todas estas razones y muchas más que podrían exponerse aquí son las que impedirán algún día muy lejano de nuestro futuro, cambiar el pasado que, según mi opinión, es inamovible. ¡Ah!, y en contra de lo que dice en su libro Jean Bouchart, creo que todo lo que ocurre está causado por lo que ocurrió. Es lo que los físicos llaman causalidad. Nada ocurre porque sí, todo tiene su causa.
- Si de verdad amas, te amarán.
- Si estudias, aprenderás.
- Si eres un vago, te llegará la miseria y la degradación.
- Si haces lo que te gusta, serás más feliz.
Todo es la consecuencia de lo que hacemos. Igualmente, en nuestro mundo y en nuestro universo, rige la misma ley: si contaminas el planeta, se deteriorará el medio ambiente y morirá la atmósfera que ahora nos da la vida. Si una estrella agota su combustible nuclear, morirá, dejará de brillar y se convertirá en un objeto diferente. Todo es así.
Cicerón decía que la felicidad consiste en la tranquilidad del espíritu
Mi consejo: que nuestro comportamiento no sea nunca causante de males ajenos; que nos conformemos y sepamos valorar lo que tenemos; que tratemos cada día de ser mejores adquiriendo nuevos conocimientos, el verdadero sustento del ser.
Cuanto más sabemos, más podemos ofrecer a los demás.
En mi transcurrir cotidiano, por mi trabajo, veo con mucha pena cómo las personas tratan de engañarse las unas a las otras. Es la forma general, y lo excepcional es el encontrar, muy de tarde en tarde, personas decentes y honradas, mejor o peor preparadas (qué más da) pero nobles de espíritu y limpias de corazón; cuando eso ocurre, es como una ráfaga de aire fresco y perfumado que inunda los sentidos.
¡Cuidado! La fealdad puede ser interior
Como lo normal es todo lo contrario, la fealdad interior, el engaño, la falsedad, la ausencia de moralidad y de ética, la traición de los “amigos” o familiares, etc., mi remedio es bien sencillo: me encierro en mi mundo particular de la física, la astronomía y, en definitiva, de cualquier rama del saber que esté presente en ese momento en mis pensamientos, y de esa forma, por unos momentos, me olvido de la fea verdad que nos rodea.
Claro que como antes dije, ¡menos mal!, de vez en cuando nos encontramos con ráfagas de aire puro y perfumado que emiten esos espíritus puros, ¡que los hay!
El mes pasado (enero de 2.007), comenzó y se celebró en la India el 20 International Joint Conference of Artificial Intelligence, un encuentro en el que se pusieron al día todos los avances en inteligencia artificial, y donde fue celebrado el 50 cumpleaños de su creación.
El incremento de los resultados en este campo (ya me referí antes a esta ciencia), ha sido asombroso. Internet es una buena prueba de ello en la búsqueda de información por contenido, comercio electrónico, sistemas de recomendación, web semántica, etc. el futuro de Internet, de la industria y del comercio, de las ciudades futuras, de los viajes espaciales, de la medicina, etc., etc., etc., dependerán de los progresos que se realicen en el ámbito de la inteligencia artificial y en la nanotecnología; ahí parecen estar el progreso del futuro.
La inteligencia artificial, entre otras cosas, podrá llevar y facilitar información a países subdesarrollados que, de esta manera, podrá ofrecer educación a sus habitantes, mejorará la salud de la población, su agricultura, etc. la calidad de vida, en definitiva.
Ya se están desarrollando en Japón los ordenadores inteligentes (los llamados de quinta generación), y el entusiasmo de empresas informáticas japonesas y estadounidenses por la inteligencia artificial aconsejó a Europa no quedarse atrás y acometer sus propios proyectos mediante programas de investigación en estas nuevas tecnologías del futuro.
El término de inteligencia artificial, si no me falla la memoria, se acuñó en la reunión de Dartmouth en 1.956, que fue un evento único e histórico. Único porque no se volvió a celebrar, es decir, no fue el primero de un serie como ocurro con los congresos internacionales de lo que, como comenté al principio, se llevan celebrando 20; y fue histórico por el hecho de que allí se acuñó el término que ha prevalecido de inteligencia artificial.
En Dart Mouth se presentó un único resultado: un programa llamado Logic Theorist, capaz de demostrar teoremas de lógica proporcional contenidos (según leí) en la famosa obra “Principia Matematica” de Bertrand Russell y Alfred Whitehead (la obra más famosa de Newton lleva el mismo título). El programa lo desarrollaron Herbert Simón (que en 1.978 recibió el premio Nobel de Economía), Alan Newell y Clifford Shaw. Sin embargo, en éste de enero en la India, se presentaron 470 resultados seleccionados entre los casi 1.400 que recibieron.
Desde aquella reunión del 56, los hitos alcanzados en el campo de la IA han sido extraordinarios: desde jugar al ajedrez hasta diagnosticar enfermedades, comprender textos sobre temas concretos que implican conocimientos especializados… No obstante, el objetivo de desarrollar las inteligencias artificiales generales que los pioneros de esta ciencia, reunidos en 1.956, propusieron para ser alcanzados, quedan aún muy lejanos.
Pero todo llegará; todo es cuestión de ¡tiempo!
Esta ciencia le debe mucho a las matemáticas. Alan Turing es un ejemplo. Fue un gran matemático que formalizó conceptos tan básicos para la informática como el concepto de algoritmo y el concepto de calculabilidad mediante la denominada Máquina de Turing, lo que nos lleva a considerar a Turing como a uno de los “padres” de la informática y, más concretamente, de la informática teórica. En 1.950 publicó un ensayo, “Computing Machinery and Intelligence”, donde describió su famoso Test de Turing, según el cual se podría determinar si una máquina es o no inteligente. La IA le debe pues el test que lleva su nombre, pero la informática le debe más.
Está claro que la IA se aliará y formará equipo con la biología y la nanotecnología, y de esta unión surgirán avances que ahora ni podemos imaginar en nuestra actual comprensión (limitada) de la inteligencia artificial.
¿Quién sabe lo que descubriremos mañana?
Como siempre me ocurre, cuando me pongo a escribir estoy hablando conmigo mismo y traslado la conversación al papel. En los garabatos quiero expresar lo que recuerdo, lo que he leído, lo que he estudiado del tema que en ese momento ocupa mi atención, y así ocurre que, no siendo infalible, los errores pueden ser muchos y algunas explicaciones o comentarios poco documentados (consulto muy poco escribiendo y me dejo llevar), por lo que pido disculpas. Sin embargo, mis lectores (que son pocos y buenos amigos), ganan en frescura y espontaneidad; el texto es más natural y en él están ausentes las artificialidades. Creo que salen ganando.
emilio silvera